装配式混凝土管涵受力变形性状的现场试验及数值分析研究.docx

装配式混凝土管涵受力变形性状的现场试验及数值分析研究
摘要
本研究通过现场试验和数值模拟，研究了装配式混凝土管涵的受力变形性状。经过试验和模拟数据的分析，得出了如下结论：
首先，在各向同性材料下，装配式混凝土管涵的轴向变形和弯曲变形的变形量存在很大的差异；其次，在cecum色度数值大小相等情况下，安装方式不同对管涵的变形量具有较大的影响；最后，在分析了管涵的初始应力状态时，认为过程中涵内土体的变形对管涵变形产生很大的影响。
关键词：装配式混凝土管涵；现场试验；数值模拟；应力变形.
引言
随着城市化的快速发展和道路建设的不断推进，在城市道路建设中常常使用到装配式混凝土管涵（PCP），用于排水和引水。PCP的主要优点是施工方便，材料成本低，不仅能够满足城市建设的需求，而且可以节约时间。但随之而来的，就是PCP的受力和变形特性的研究成为城市工程中的一大难题。
此前的研究表明，不仅国内，而且国外的研究人员对PCP的研究十分重视，主要研究了PCP的结构设计、材料和工艺制造、建造方法、施工性能、机械性能和耐久性能等方面，但对PCP的受力和变形特性研究相对较少。在此背景下，我们开展了没有对PCP受力变形性状的研究
正文
1现场试验
1.1试验对象
本次现场试验选取了一段长度为20米，管涵内径为2.5米，壁厚为0.25米的PCP。在PCP的两端，加入了一个模拟管涵的水平运动载荷。试验中，使用了六个测点，五个监测点和一个精密测量设备，对试验进行了监测和记录。
1.2试验结果
在试验的过程中，我们发现PCP的轴向变形和弯曲变形的变形量存在很大差异，轴向变形量主要集中在涵的轴线上，而弯曲变形量主要集中在涵的顶部和底部。在试验过程中，我们还发现，cecum色度数值的大小对管涵的变形量具有较大的影响。当cecum色度数值相等时，不同安装方式对管涵的变形量具有不同的影响。如下图所示：
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2数值模拟
2.1模型建立
基于试验成果，我们利用有限元软件建立了一个三维有限元模型。该模型采用ABAQUS软件，将PCP取成了两端分别固定的两段端部模型。
2.2模拟结果
在模拟过程中，我们发现，管涵的变形量与管涵的初始应力状态密切相关。过程中，涵内土体的变形对管涵变形产生了影响。当涵内土体的分散与均匀化程度越高，管涵的变形量就越大。由此，我们可以看出，PCP管涵的结构、安装方式以及涵内土体的变形都对PCP管涵的受力变形特性有很大的影响。
结论
通过现场试验和数值模拟，我们得出了以下结论：
（1）PCP在各向同性条件下的轴向变形和弯曲变形的变形量存在很大的差异；
（2）在cecum色度数值大小相等情况下，安装方式不同对管涵的变形量具有较大的影响；
（3）管涵的初始应力状态中，涵内土体的变形对管涵变形产生很大的影响。
参考文献
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